船舶结构与货运

2020 4 16 1 船舶结构与货运第一章船舶常识第二章船体结构第三章船舶管系第四章货舱 舱盖及压载舱第五章起重设备第六章船舶系固设备第七章船舶与货物基础知识第八章船舶载货能力第九章船舶稳性 2020 4 16 2 第一章船舶常识第一节船舶的基本组成与主要标志第二节船舶尺度与主尺度比第三节船舶种类与特点 2020 4 16 3 第一节船舶的基本组成与主要标志 一 船舶的基本组成船舶由主船体 上层建筑及其他各种配套设备组成 1 主船体 是指上甲板及以下由船底 舷侧 甲板 首尾与舱壁等结构所组成的水密空心结构 为船舶的主体部分 2020 4 16 4 2020 4 16 5 1 船底 为主船体的底部结构 有单层底和双层底两种 由舭部过度至舷侧 其横向两侧逐渐向上过渡至舷侧的圆弧部分称其为舭部 2 舷侧 为主船体两侧的直立部分 两舷舷侧在过渡至近船舶前后两端时 逐渐成线型弯曲接近并最终会拢的会拢部分分别称船首和船尾 其中 前部的线型弯曲部分称首舷 又称首部 后部的线型弯曲部分称尾舷 又称尾部 构成船底 舷侧及舭部外壳的板 通常称船舶外板 俗称船壳板 2020 4 16 6 2020 4 16 7 3 甲板 垂向成上下层分布并沿船长方向水平布置 自上甲板开始向下依次为二层甲板 三层甲板等 上甲板 为船体的最高一层全通甲板 又称上层连续甲板 其它各层甲板统称为下甲板 平台甲板 为沿船长方向布置并不计入船体总纵强度的不连续甲板 如舵机间甲板即为平台甲板 2020 4 16 8 4 舱壁 主船体内垂向方向布置的结构 有横舱壁和纵舱壁两种 2020 4 16 9 2 上层建筑1 概念 上层连续甲板上由一舷伸至另一舷或其侧壁板离船壳板向内不大于4 船宽B的围蔽建筑称上层建筑 即首楼 桥楼和尾楼 其他的围蔽建筑称甲板室 2 长上层建筑与短上层建筑 长度大于0 15L且不小于其高度6倍的上层建筑为长上层建筑 不符合该条件的为短上层建筑 客船及客货船的上层建筑属长上层建筑 其他船舶的上层建筑一般属短上层建筑 首楼与作用 位于首部的上层建筑称首楼 其作用是减少首部上浪 改善航行条件 首楼的舱室可作贮藏室用 桥楼与作用 用来布置驾驶室及船员居住与活动处所的上层建筑为桥楼 尾楼与作用 位于尾部的上层建筑称尾楼 其作用是减少船尾上浪 保护机舱 其内的舱室亦可作船员居住舱室或派作其他用途 现代船舶基本都为尾机型或中尾机型船 桥楼直接设在近船尾处 故无尾楼 2020 4 16 10 3 长甲板室与短甲板室 长度大于0 15L且不小于其高度6倍的甲板室为长甲板室 不符合长甲板室条件的为短甲板室 船舶的桅屋基本属短甲板室 4 上层建筑各层甲板 2020 4 16 11 3 舱室名称1 机舱2 货舱3 压载舱4 深舱 为双层底以外的压载舱 船用水舱 货油舱 如植物油舱 及按闭杯试验法闪点不低于60 的燃油舱等 深舱由船舶中纵剖面处设置的纵舱壁或制荡舱壁分隔为左右对称的舱室 以减小自由液面的影响 5 其它舱室 燃油舱 滑油舱 淡水舱 污油水舱 隔离空舱一般是一个仅有一个肋骨间距的狭窄空舱 又称干隔舱 4 各种配套设备 2020 4 16 12 舱室名称 2020 4 16 13 二 船舶的主要标志船体外板上 烟囱及罗经甲板两侧均勘划着各种标志 1 球鼻首和首侧推器标志球鼻首标志用以表明在船舶设计水线以下首部前端有球鼻型突出体 并勘划于船首左右两舷重载水线以上的首部处 对首部装设有首侧推装置的船舶 均需用首侧推器标志来加以表明 该标志勘划于船首左右两舷重载水线以上的首部处 并位于球鼻首标志的后面 球鼻首和首侧推器标志见下图所示 2020 4 16 14 2020 4 16 15 2020 4 16 16 2020 4 16 17 2 吃水标志1 作用 用于船舶靠离码头 通过浅水航道 锚泊及采用水尺计重时 均需掌握当时的船舶吃水 2 吃水的读取方法 以水面与吃水标志相切处按比例读取吃水 当水面与数字的下端相切时 该数字即表示此时该船的吃水 有波浪时 应连续几次读取波峰与波谷的读数 并以其平均值作为当时的实际吃水 公制和英制 2020 4 16 18 2020 4 16 19 3 甲板线甲板线为一长300mm 宽25mm的水平线 勘划于船中处的每侧 其上边缘一般应经过干舷甲板上表面向外延伸与船壳板外表面之交点 参考点的定位和干舷甲板的标定 在任何情况下均应在国际船舶载重线上标写清楚 2020 4 16 20 4 载重线标志1 作用 用以确定船舶在不同航行区带 区域和季节期应具备的最小干舷 以限制船舶的装载量 保证船舶具有足够的储备浮力和航行安全 2 位置 勘划在船中的两舷外侧 3 度量 以载重线的上边缘为准 4 颜色 对圆圈 线段和字母 当船舷为暗色底者 应漆成白色或黄色 当船舷为浅色底者 应漆成黑色 不装载木材甲板货船舶的右舷载重线标志 2020 4 16 21 5 其他标志1 船名和船籍港标志 船尾船名字高比船首小10 20 船籍港字高为尾船名字高的60 70 有的船舶尚在驾驶台顶罗经甲板的两舷舷侧勘划船名 2 烟囱标志 用以表示船舶所属公司的标志 该标志勘划于烟囱左右两侧的高处 烟囱标志由各航运公司自行规定其颜色和图案 以便识别 3 分舱与顶推位置标志 位于两舷舷侧 4 引航员登 离船位置标志确保引航员登 离船安全 大型船舶在其平行船体长度范围内 一般在船中半船长范围内 的两舷舷侧满载水线附近或稍低位置处勘划引航员登 离船位置标志 该标志颜色与国际信号规则规定相同 为上白下红 2020 4 16 22 2020 4 16 23 5 船舶识别号 IMO编号 100总吨及以上的所有客船和300总吨及以上的所有货船均应有一个符合国际海事组织通过的IMO船舶编号体系的识别号 即船舶识别号 勘划位置有 船尾船籍港标志的下方 桥楼正前方的上部及机舱明显处 较普遍的勘划位置是船尾船籍港的下方 6 公司名称标志 位于两舷舷侧 7 可变螺距螺旋桨标志8 液化气船标志9 吃水指示系统吃水遥测系统目前主要有三种类型 浮子式遥测系统 超声波探测式遥测系统 吹气式遥测系统 2020 4 16 24 2020 4 16 25 第二节船舶尺度与主尺度比一 船舶尺度1 船舶尺度及其用途船舶尺度根据用途的不同 可分为最大尺度 船型尺度和登记尺度三种 1 最大尺度最大尺度又称全部尺度或周界尺度 是船舶靠离码头 系离浮筒 进出港 过桥梁或架空电缆 进出船闸或船坞以及狭水道航行时安全操纵或避让的依据 最大尺度包括 2020 4 16 26 1 最大长度最大长度又称全长或总长 是指从船首最前端至船尾最后端 包括外板和两端永久性固定突出物 之间的水平距离 2 最大宽度最大宽度又叫全宽 是指包括船舶外板和永久性固定突出物在内并垂直于纵中线面的最大横向水平距离 3 最大高度是指自平板龙骨下缘至船舶最高桅顶间的垂直距离 最大高度减去吃水即得到船舶在水面以上的高度 称净空高度 2020 4 16 27 2 船型尺度是 钢质海船入级规范 中定义的尺度 又称型尺度或主尺度 在一些主要的船舶图纸上均使用和标注这种尺度 且用于计算船舶稳性 吃水差 干舷高度 水对船舶的阻力和船体系数等 故又称为计算尺度 理论尺度 船型尺度包括 1 船长L指沿夏季载重线 由首柱前缘量至舵柱后缘的长度 对无舵柱的船舶 则由首柱前缘量至舵杆中心线的长度 但均不得小于夏季载重线总长的96 且不必大于97 船长又称垂线间长 2020 4 16 28 2 船宽B船宽即型宽 指在船舶的最宽处 由一舷的肋骨外缘量至另一舷肋骨外缘之间的横向水平距离 3 型深D指在船长中点处 沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板 上甲板 横梁上缘的垂直距离 对甲板转角为圆弧形的船舶 则由平板龙骨上缘量至横梁上缘延伸线与肋骨外缘延伸线的交点 而在船长中点处 由平板龙骨上缘量至夏季载重线的垂直距离称之为型吃水d 2020 4 16 29 3 登记尺度为 1969年国际船舶吨位丈量公约 中定义的尺度 是主管机关登记船舶 丈量和计算船舶总吨位及净吨位时所用的尺度 载明于船舶的吨位证书中 1 登记长度指量自龙骨板上缘量得的最小型深85 处水线总长的96 或沿该水线从首柱前缘量至上舵杆中心线的长度 两者取大值 2 登记宽度指船舶的最大宽度 对金属壳板船 其宽度是在登记船长中点处量到两舷的肋骨型线 肋骨外缘 对其他材料壳板船 其宽度在登记船长中点处量到船体外面 3 登记深度指从龙骨上缘 中内底板或中内龙骨 量至船舷处上甲板下缘的垂直距离 对具有圆弧形舷边的船舶 则是量至甲板型线与船舷外板型线之交点 2020 4 16 30 二 船舶主尺度比主尺度表示船体的大小 主尺度比是船体几何形状特征的重要参数 其大小与船舶的各种性能关系密切 1 船长型宽比L B为垂线间长与型宽的比值 大小与船舶的快速性和航向稳定性有关 比值越大 船体越瘦长 其快速性和航向稳定性越好 但港内操纵不灵活 反之亦然 2 船长型深比L D为垂线间长与型深的比值 大小主要与船体纵强度有关 比值大对船体纵强度不利 2020 4 16 31 3 船长型吃水比L d为垂线间长与型吃水的比值 主要与船舶的操纵性有关 比值大 船舶的操纵回转性能变差 4 型宽型吃水比B d比值的大小与稳性 横摇周期 耐波性 快速性等因素有关 比值大 船体宽度大 稳性好 但横摇周期小 耐波性变差 航行阻力增加 5 型深型吃水比D d比值的大小主要与稳性 抗沉性等因素有关 比值大 干舷高 储备浮力大 抗沉性好 但船舱容积增大 重心升高 2020 4 16 32 二 船舶吨位船舶吨位的度量方法有重量吨和容积吨两种 1 重量吨 表示船舶重量 也可表明船舶的载运能力 重量吨分排水量和载重量两种 1 排水量 指船舶在静水中自由漂浮并保持静态平衡后所排开同体积水的重量 也等于该吃水时船舶的总重量 排水量一般可分为满载排水量 空船排水量及装载排水量三种 1 满载排水量 指船舶满载 2 空船排水量 即空船重量 3 装载排水量 指除满载及空船排水量外 任何装载水线时的排水量 2 载重量 指船舶在营运中所具有的载重能力 分总载重量和净载重量两种 1 总载重量 DW 系指船舶在比重为1 025的海水中 吃水达任一水线时所装载的最大重量 2 净载重量 NDW 指在具体航次中船舶所能装载的最大限度的货物重量 2020 4 16 33 2 容积吨指依据登记尺度丈量出船舶容积后经计算得出的吨位 表示船舶具有空间的大小 又称登记吨 容积吨分总吨位 净吨位及运河吨位三种 1 总吨位 GT 简称总吨 根据 1969年国际船舶吨位丈量公约 的各项规定丈量测定出船舶总容积后 再按公式计算得出 总吨位的主要用途 统计船队规模和比较船舶大小 划分船舶等级 技术管理和设备要求 船舶登记 检验和丈量 是估算造船 买卖及租赁船舶所需费用的依据 船舶保险及海损事故赔偿 船舶配员 是计算船舶净吨位的依据 2 净吨位 NT 是从总容积中扣除不能用于载货或载客的容积 如机舱 物料间 船员居住舱室等 净吨位是港口向船舶收取各种港口使费 如港务费 引航费 灯塔费 拖轮费 靠泊与进坞费等 和税金 如吨税 的依据 3 运河吨位 CT 按巴拿马和苏伊士运河管理当局所规定的丈量规范核定的船舶总吨位和净吨位 2020 4 16 34 一 客船凡载客超过12人者均应视为客船 这类船舶通常多为定期定线航行 其特点是具有多层甲板的高大上层建筑 具有较好的抗沉性 且船速较高 并设有减摇装置 安全设备与生活设施齐全 按载客的性质不同 客船有以下几种 1 全客船 包括短途高速客船 2 客货船3 货客船4 客滚船5 火车客渡船6 高速客船客船如下图所示 第三节船舶种类与特点 2020 4 16 35 1 全客船 包括短途高速客船 2020 4 16 36 2 客货船 2020 4 16 37 3 货客船 2020 4 16 38 4 客滚船 结构与滚装船类似 2020 4 16 39 5 火车客渡船 2020 4 16 40 2020 4 16 41 6 高速客船吨位小 航速快 主要用于沿海 海峡 江 河 湖泊等水域的旅客运输 主要有 1 水翼船 浅浸式 割划式 全浸式自控水翼船 2 气垫船 全垫升气垫船和侧壁气垫船 3 双体船 穿浪双体船为典型代表 4 地效船 水上飞机 又称地效翼船或地效飞行器 5 滑行船 又称滑行艇 尖舭艇 如下图 2020 4 16 42 1 水翼船 2020 4 16 43 2 气垫船 2020 4 16 44 3 双体船 2020 4 16 45 4 地效船 2020 4 16 46 5 滑行船 2020 4 16 47 二 集装箱船 集装箱船又称货柜船或货箱船 特点 1 货舱和甲板均装载集装箱 2 货舱开口宽大 货舱盖强度大 3 多为单层甲板结构 为保证船体强度和提高抗扭强度 船体设计为双层底和双层壳舷侧结构 并在双层舷侧的顶部设置抗扭箱结构 4 为防止货箱移动和固定货箱 货舱内设有格栅式货架 箱格导轨系统 甲板上设有底座与绑扎桥 5 装卸效率高 货损货差少 6 主机功率较大 航速较高 7 远洋高速集装箱船的方形系数Cb小于0 6 2020 4 16 48 第六代 8100标准集装箱 集装箱船 中海亚洲 号 2020 4 16 49 其他集装箱船 2020 4 16 50 散装货船 三 散装货船 2020 4 16 51 三 散装货船散装货船指专用于载运如散粮 煤炭 糖等密度较小的散装货物的船舶 特点 1 货舱为单层甲板 舱口较宽大 2 为单层或双层船壳结构 3 舱口围板高大 货舱横剖面成棱形 这样既可装满货舱 减少平舱工作 方便卸货 又可防止货物移动而危及船舶的稳性 4 货舱四角的三角形舱柜 上下边舱 为压载舱 用于调节吃水和稳性高度 5 船型肥大 一般单向运输 2020 4 16 52 四 矿砂船 2020 4 16 53 四 矿砂船 散货船一种 矿砂船专用于载运散装矿砂 为单向运输船 特点 1 货舱为单层甲板 舱口较宽大 一般由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和两侧边舱 在中间舱下部设置双层底 中间舱装载矿货 两侧边舱作压载舱 2 为克服矿石所占舱容小 船舶重心过低 矿砂船的双层底设计得特别高达到型深的1 5 以提高重心高度 3 有的矿砂船货舱横剖面设计成漏斗形 这样既可提高船舶的重心高度又便于清舱 4 矿砂船货舱两侧的压载边舱比散装货船大得多 5 均为尾机型船 航速较低 6 一般采用高强度钢 且内底板等构件均采取加厚的措施 有的则直接对货舱采取重货加强措施 2020 4 16 54 五 兼用船是既可装载油类又可装载散装干货 但不同时装载的船舶 船型肥大 方形系数Cb一般大于0 8 主要有两种类型 1 矿砂 石油两用船 又称O O船 特点 由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱 约占整个货舱舱容的40 50 和左右两侧边舱 双层底设于中间舱下部且没有矿砂船那样高 船的全部或大部分中间舱用于装载矿货 边舱和部分中间舱装载货油 即单运矿砂时装在中间舱 运油时则载于两侧边舱和部分中间舱 货舱横剖面 2020 4 16 55 2 矿砂 散货 石油三用船 又称OBO船 特点 1 货舱横剖面形状与散货船类似成棱形 但一般为双层船壳并具有双层底舱和上 下边舱 2 中间舱 约占整个货舱舱容的70 75 的全部或大部分用来装载散货或矿石 两侧边舱 上边舱和部分中间舱用来装载货油 下边舱为压载舱 货舱横剖面 2020 4 16 56 六 杂货船杂货船即普通货船 主要用于装载一般干货 如成包 箱 捆 桶的件杂货 特点 多层 2 3层 甲板结构 舱口尺寸较大以便于装卸 并配有吊杆或起重机 在抗沉性方面 一般设计成 一舱不沉制 2020 4 16 57 七 滚装船滚装船是装载车辆或装载固放在车辆上的集装箱或托盘货物的专用船舶 将传统的船舶垂直上下装卸改成水平方向滚动方式装卸 故又称作 带轮 作业 特点 1 尾部或舷侧或首部设有供车辆上下的跳板 其中尾跳板有尾直和尾斜跳板两种 2 为保证航行安全 在跳板的外侧船壳处设置尾门或舷门或首门 并在其内侧布置内门 3 首跳板处必须设置首门与内门 尾跳板与舷侧跳板处有时仅设内门 首门有罩壳式和边绞链式两种形式 且位于干舷甲板之上 4 舱内设有活动斜坡道或升降平台 车辆通过它作上下层间的移动 5 跳板工作坡度应不小于8 通常为4 5 船舶横倾小于4 时 跳板对码头的负荷一般不超过2 3t m2 2020 4 16 58 七 滚装船6 上甲板平整无舷弧和梁拱 无起重设备 7 上层建筑高大 并具有多层甲板和双层底结构 有的同时在下甲板以下设置左右边舱 双层船壳结构 8 强力甲板和船底一般采用纵骨架式结构 为弥补因横舱壁的道数不够 通常在舱内设置局部横舱壁或强肋骨和强横梁 以保证船体的横向强度 9 舱内支柱极少 甲板为纵通甲板 抗沉性相对较差 舱容利用率较低 造价也较高 10 装卸效率高 船速快 对码头要求不高 主要用于短途运输 2020 4 16 59 滚装船及尾跳板 2020 4 16 60 滚装船首门 内门 跳板与侧门 2020 4 16 61 滚装船舱内升降甲板 斜坡道与尾斜跳板 2020 4 16 62 八 木材船木材船专用于装运各种木材 由于木材的比重小 体积大 有一部分要装在甲板上 2020 4 16 63 九 冷藏船冷藏船是指专用于运输鱼 肉 水果 蛋品之类等易腐鲜货的船舶 冷藏集装箱的发展部分代替了冷藏船的运输功能 特点 1 具有良好的隔热设施与制冷设备 2 货舱舱口小 3 货舱甲板层数较多 一般为3 4层 4 船速较快而吨位较小 2020 4 16 64 九 冷藏船 2020 4 16 65 十 多用途船多用途船既可单独用于载运普通件杂货 重大件货 袋装货或散装货 又可载运集装箱或其它特种干货能力的船舶 特点 1 货舱经特别设计 能满足载运多种货物的需求 2 货舱口一般较宽大 有的船舶设有二层甲板结构 3 具有起重设备 以起重机为主 件杂货多用途重吊船 2020 4 16 66 十一 液货船液货船是指用于运输散装易燃液体货物的货船 有油船 液体化学品船 液体化学品 油兼运船和液化气体船等 1 油船 是指载运石油及石油产品的船舶 有原油油船 成品油油船及原油 成品油兼运船等原油油船 2020 4 16 67 油船与成品油油船30万吨VLCC成品油船 2020 4 16 68 1 特点 老式油船为单甲板 单层底结构 即将淘汰 新建中型以上油船均采用双层底及双层船壳结构 无起货设备和大舱口 仅有几个圆形小舱口 用油泵 管路及各种控制阀配合完成装卸油作业 一般采用纵骨架式结构 纵向水密舱壁把油舱划分为并列的两列或三列油舱 L B较小 B d及方形系数Cb较大 属肥胖型船 干舷亦小 机舱布置在船尾 为尾机型船 油舱的前后两端设置隔离空舱或用泵舱 压载舱等代替 设置多道横舱壁和大型肋骨框架 用以增加横向强度和适装不同品种的油类 双层底及双层船壳仅作专用压载舱 并设有污油水舱 2020 4 16 69 2 专用压载舱的优缺点 1 优点 根本上解决了含油压载水排放而引起的海洋污染问题 减轻了舱内结构的腐蚀 提高了结构强度和抗沉性 可在装卸油的同时排出或注入压载水 缩短了停港时间 2 缺点 油船的有效载货舱容减少 船体重量及造价均有所增加 成品油油船 2020 4 16 70 2 液体化学品船外形及内部结构与油船相似 用于载运有毒 易燃 腐蚀性强的液体化学品货物 配载时 应将有毒物品装于中间一列货舱内 特点 1 具有许多较小的水密货舱 舱壁多用耐腐蚀的不锈钢制成 2 设置双层底 3 用蒸汽泵装卸液货 具有多个泵舱 2020 4 16 71 3 液体化学品 油兼运船可单独载运液体化学品 也可同时载运液体化学品和成品油 2020 4 16 72 4 液化气船液化气船有液化天然气船 液化石油气船及液化乙烯运输船三种 1 液化天然气船 LNG 特点 液化天然气 主要成分为甲烷 通常采用在常压下极低温 165 冷冻的方法使其液化 液舱具有严格的隔热结构与材料 能保证液舱恒定低温 常见的液舱形状有球形和矩形两种 也有将液舱设计成棱柱形或圆筒形的 2020 4 16 73 2020 4 16 74 2 液化石油气船 LPG 液化石油气的主要成分为丙烷 运输方法有三种 一种是将其加压液化 可在常温下进行装卸 这种船叫全加压式液化石油气船 其货舱常为球形或圆柱形罐 另一种是冷冻液化 叫全冷冻式液化石油气船 其货舱可制成棱柱形 舱容利用率高 但需设置良好的隔热层 第三种是既加压又冷冻液化 叫半加压半冷冻式液化石油气船 其货舱常为球形或圆柱形罐 2020 4 16 75 3 液化乙烯运输船运输乙烯的通常做法是将其加压液化 可在常温下进行装卸 其货舱常为球形或圆柱形罐 也有采用半加压半冷冻使其液化的 货舱为圆柱形罐 下图 2020 4 16 76 十二 载驳船 BARGECARRIER 2020 4 16 77 十二 载驳船 BARGECARRIER 又称母子船 子船无动力 子船装完货后送到母船舱里 达目的港后 卸下驳船 再由拖轮拖或顶推至各自目的港装卸 装卸驳船方法一般有三种 1 在母船尾部用龙门吊装卸 吊起沿轨导移动 2 在母船尾部用升降平台 先托起子船 再由输送机拉到舱内 3 靠母船沉浮 特点 装卸效率高 运费低 无需码头 适合海河联运 如图所示 2020 4 16 78 十三 其他特殊用途船 1 特种甲板运输船 振华号 2 半潜船 2020 4 16 79 1 特种甲板运输船 2020 4 16 80 2 半潜船 2020 4 16 81 2 半潜船 2020 4 16 82 2 半潜船 2020 4 16 83 十四 工程船指从事港口 航道 海洋 水利工程的船舶 如挖泥船 起重船 海洋调查船 敷缆船 航标船等 2020 4 16 84 十五 工作船 指为航行船舶提供服务性或专业性工作的专用船舶 主要有 拖船 供应船 破冰船 海难救助船 消防船 科学考察船等 其中多用途工作船在最大限度地发挥工作船的作用与提高经济效益方面尤为突出 发展迅猛 救助船监测船 2020 4 16 85 如图为消防船 2020 4 16 86 多用途工作船 右图 破冰船特点 船首呈前倾状并予以特别加强 首尾的左右两舷均设置有大的压载舱 破冰时使船首先冲上冰层 再将尾部压载水打到首压载舱 靠重力或船身左右晃动将冰压碎 2020 4 16 87 第二节船体结构 一 概述1 主要构件 船体的主要支持构件 如强肋骨 舷侧纵桁 强横梁 甲板纵桁 实肋板 船底桁材 舱底桁材 次要构件 一般指扶强构件 如肋骨 纵骨 横梁 舱壁扶强材料 组合肋板的骨材等 2 船体具有抵抗各种变形的能力 即保证船体总纵强度 扭转强度 横向强度 局部强度 坐船坞强度等各种强度 总纵强度 船体抵抗总纵弯曲应力和剪切应力的能力 重力和浮力分布不平衡造成 扭转强度 2020 4 16 88 船体纵向扭矩示意图 当船舶首尾部的装载在船体中心线两侧不对称时或当船舶在斜浪中航行时 2020 4 16 89 横向作用力 静水中的横向压力波浪中横摇产生的肋骨歪斜 2020 4 16 90 3 设计与建造要求具有足够的强度 刚度 稳定性 保持可靠的水密性 构件避免应力集中 保持机械设备的性能合理的施工工艺 提高劳动生产率 减轻劳动强度 减低成本 考虑船体的美观和维护方便 2020 4 16 91 4 船体结构形式组成船体的基本结构形式是骨架和板材 按骨架排列形式的不同可将船体结构分成横骨架式 纵骨架式 混合骨架式 2020 4 16 92 1 横骨架式船体结构在主船体中 横向构件多 排列密 尺寸小 而纵向构件数目少 排列疏尺寸大 主要是中小型船和内河船舶 对总纵强度要求不高 特点 1 横向强度和局部强度好2 结构简单 容易建造3 舱容利用率高便于装卸4 空船重量大 加厚钢板以保证纵强度 5 船舶的横向刚性比纵向刚性大 2020 4 16 93 横骨架式船体结构示意图 2020 4 16 94 2 纵骨架式船体结构在主船体结构中 纵向构件多 排列密 尺寸小 而横向构件数目少 排列疏 尺寸大 大型油轮和矿砂船特点 1 总纵强度大2 结构复杂3 舱容利用率低4 空船重量小 采用较薄的板材 2020 4 16 95 纵骨架式船体结构示意图 2020 4 16 96 3 混合骨架式船体结构在船中部位的上甲板 船底 所受总纵弯矩大 采用纵骨架式结构 在下甲板和舷侧 所受总纵弯矩较小 以及施工不变和波浪冲击较大的首尾部位采用横骨架式结构 主要有大中型散货船 特点 既满足总纵强度的要求 又有较好的横向强度减轻了结构重量 建造也较容易舱容利用率高和方便装卸纵横构件交界处结构的连续性较差 连接处容易产生较大的应力集中 2020 4 16 97 混合骨架式船体结构示意图 2020 4 16 98 二 船底结构 双层底结构是由船底板 内底板 内底边板 舭列板及其骨架围成的水密空间结构 尽可能设在首防撞舱壁与尾尖舱舱壁之间 客船 50m L 61m 至少应自机舱前舱壁至防撞舱壁或尽可能接近该处之间设置双层底 61m L 76m 至少应自机舱以外设置双层底 并延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近该处76m L 应在船中设置双层底 并延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近该处 另外 双层底内的油舱与锅炉给水舱 食用水舱之间 应设有隔离空仓 2020 4 16 99 1 作用 增加船体总纵强度和船底局部强度可作为燃油舱 滑油舱和压载舱提高船舶抗沉性对液货船 提高了抗泄漏能力作为压载舱 调节船舶吃水和纵倾 横倾 改善船舶航行性能 2020 4 16 100 2 组成分纵骨架和横骨架 主要有 船底板 肋板 舭肘板 桁材 纵骨 内底板及内底边板等 1 船底板 指平板龙骨至舭列板之间的外板 平板龙骨位于船底受力最大的船底纵中线 平板龙骨厚度不得小于船底板厚度 2mm 平板龙骨宽度在整个船长范围保持不变 但不必大于1800mm 船中0 4L区域内船底板厚度不得小于端部 船中0 4L区域外船底板厚度逐渐向端部船底板厚度过渡 2020 4 16 101 双层底结构示意图 2020 4 16 102 2 横向构件 肋板 舭肘板 1 肋板 连接内底板和船底横向构件 保证船体横向强度和船底局部强度 实肋板 又称主肋板 可以开孔 强度好水密肋板 无任何开孔组合肋板 又称框架肋板 主用于横骨架结构轻形肋板 施工方便 可代替组合肋板 2020 4 16 103 实肋板结构示意图 孔高不大于双层底高度的50 横骨架双层底 每隔4个肋距设置实肋板 间距不大于3 2m 机舱 锅炉 轴承 横舱壁设置实肋板 距首垂线0 2L前区域每个肋位设置实肋板 纵骨架双层底 看书 水密肋板与实肋板的区别 2020 4 16 104 组合肋板示意图 由内底横骨 船底横骨 肘板和旁桁材的扶强材组成 2020 4 16 105 轻形肋板结构示意图 在不设实肋板的位置上设置 可代替组合肋板 厚度与实肋板相同 允许有较大的减轻孔 长度高度可达1 2倍和0 6倍的中桁材的高度 2020 4 16 106 2 舭肘板 船底肋板与舷侧肋骨的连接板 形状成三角形 俗称污水沟三角板 作用是保证舭部横向强度与局部强度应在每个肋位上设置 其宽度与高度相同 厚度与实肋板相同 其上有面板或折边以增强刚度 面板或折边的宽度为其厚度的10倍 开有减轻孔和污水孔 孔缘任何地方的板宽均不小于舭肘板宽度的三分之一 2020 4 16 107 3 纵向构件 1 中桁材承受总纵弯矩及其他外力 船中0 75L范围内不许开口 2 旁桁材减轻孔 气孔 流水孔 分桁材 纵骨桁材分中桁材和旁桁材 箱形中桁材 2020 4 16 108 1 桁材包括中桁材 箱形中桁材 旁桁材 中桁材 又称中底桁 置于船底首尾纵中线上的纵向梁 a 其上在船中0 75L区域内不得开有人孔或减轻孔 其他区域 舱壁前后一个肋距内除外 可以开孔 开孔高度小于其高度的40 b 尽量向首尾柱延伸 船中部0 75L区域范围内保持连续 c 厚度规定为船端0 075L区域内可比船中0 4L区域内减少2mm 炉舱内应较船中0 4L区域内增厚2 5mm 中桁材 平板龙骨 中内底板组成工字型纵向构件 称龙骨 2020 4 16 109 箱形中桁材 又称箱形龙骨 是由两道对称布置于船底纵中线两侧的纵桁 内底板 船底板和骨材等组成的水密箱形结构 设置在机舱舱壁和防撞舱壁之间 作用 代替中桁材 同时可以集中布置各种管路 线路 便于保护和维修 避免了管路穿过货舱影响装卸货 next 2020 4 16 110 缺点 占用部分双层底仓容 称管隊 要求 宽度不超过2米 设有水密人孔和通向露天甲板的应急出口 出口的关闭装置能两面操纵 2020 4 16 111 箱形中桁材 2020 4 16 112 旁桁材 又称旁底桁或旁龙骨 对称设置于中桁材两侧且平行于中桁材 并与船底板和内底板相连 开有减轻孔 流水孔 气孔等 间断于实肋板之间 厚度可比中桁材减少3mm 但是不小于相应的肋板厚度 next 2020 4 16 113 数量视宽度而定 对横骨架式 船宽B 10米对称于中桁材设置1道 B 18米对称中桁材设置2道 桁材间距不大于4米 对纵骨架式 B 12米对称于中桁材设置1道 B 20米对称中桁材设置2道 桁材间距不大于5米 2020 4 16 114 2 纵骨 纵向构件 用尺寸较小的不等边角钢或T型钢制成 分为内底纵骨和船底纵骨 是连续构件 穿过实肋板 next 2020 4 16 115 当船长L 200m或纵骨采用高强度钢时 船底纵骨应穿过水密肋板 也可用相应结构替代 内底纵骨剖面模数为船底纵骨剖面模数的85 船底纵骨间距不超过1米 纵骨是保证船体总纵强度的重要构件 2020 4 16 116 4 内底板与内底边板 内底板 插图 双层底上面的水密铺板 厚度 船中部较厚 两端稍薄 中内底板与中桁材相接 受力大 厚度也稍厚 人孔 为了双层底的施工 清仓和检修以及通风 在每个双层舱的内底板上至少开设有两个成对角线布置的长圆形或圆形人孔 并配有水密盖 2020 4 16 117 2020 4 16 118 内底边板的类型 指位于内底板边缘与舭列板相连的一列板 散货船与矿砂船采用 构成污水沟 普通干货船采用 其他在舭部设置污水井 与舭部形成有效双层空间 抗沉性不好 经常航行与复杂水域的船舶 施工方便 强度好 客船 集装箱船 油船的油舱区域 干货船货舱区域及其他船舶首尾区域采用 2020 4 16 119 三 舷侧结构 指连接船底和甲板的侧壁部分 承受水压力 波浪冲击力 碰撞力 冰块的冲击和挤压力 甲板负荷 舱内负荷 总纵弯曲应力和剪切应力等外力的作用 保证了纵向强度 横向强度 保持船体几何形状和侧壁水密 按骨架排列形式分横骨架式和纵骨架式两大类 主要组成部分 有舷侧外板 肋骨 强肋骨 舷侧纵桁 舷侧纵骨 及舷边 2020 4 16 120 1 舷侧外板指舭列板以上的船体外板 包括舷侧列板 舷顶列板 船中较厚 向两端渐薄 同时在靠近首尾局部受力大的部位和尾轴附近的包板要加厚 靠近舭列板的也比上面列板厚些 舷顶列板是受总纵弯矩最大的一列板 宽度不小于0 1D 型深 0 4L区域内 板厚不小于强力甲板厚度的0 8倍 也不小于相邻舷侧列板的厚度 2 肋骨 舷侧结构中横向构件的统称肋骨作用 保证船体的横向强度 防止船舶在摇摆和横倾时产生的变形 分类 位置分主肋骨 甲板间肋骨 尖舱肋骨三种 增设在水线附近 冰区加强用的短肋骨称为中间肋骨 水线附近每一肋距中间增设的一短肋骨 按受力分普通肋骨和强肋骨 2020 4 16 121 1 舷侧外板指舭列板以上的船体外板 包括舷侧列板 舷顶列板 船中较厚 向两端渐薄 同时在靠近首尾局部受力大的部位和尾轴附近的包板要加厚 靠近舭列板的也比上面列板厚些 舷顶列板是受总纵弯矩最大的一列板 宽度不小于0 1D 型深 0 4L区域内 板厚不小于强力甲板厚度的0 8倍 也不小于相邻舷侧列板的厚度 2020 4 16 122 2 肋骨 舷侧结构中横向构件的统称肋骨作用 保证船体的横向强度 防止船舶在摇摆和横倾时产生的变形 分类 位置分主肋骨 甲板间肋骨 尖舱肋骨三种 增设在水线附近 冰区加强用的短肋骨称为中间肋骨 水线附近每一肋距中间增设的一短肋骨 按受力分普通肋骨和强肋骨 2020 4 16 123 主肋骨与甲板间肋骨示意图 甲板间肋骨 主肋骨 2020 4 16 124 冰区加强的中间肋骨示意图 2020 4 16 125 普通肋骨与强肋骨 普通肋骨可用不等边角钢 球扁钢或小尺寸的T型钢制成 强肋骨用尺寸较大的T型钢组合材或钢板折边制成 横骨架式舷侧结构中 每隔几个肋位设置一强肋骨 以增强局部强度 如机舱 货舱的舱口端梁处 纵骨架式中强肋骨是唯一的横向构件 支持舷侧肋骨同时还保证船体的横向强度 强肋骨应从内底延伸至上甲板 2020 4 16 126 肋骨编号及肋距 为在修造船中和海损事故后能迅速准确报告受损部位 对肋骨进行编号 习惯上以舵杆中心线处 少数以舵柱后缘 的肋骨为0号 向首依次为1 2 3 向尾依次为 1 2 肋骨的最大间距应 1m 2020 4 16 127 3 舷侧纵桁 横骨架式舷侧结构中设置的纵向构件 主要用来支持主肋骨 舷侧纵骨 纵骨架式舷侧结构中设置的纵向构件 主要用来保证纵总强度和支持外板 纵骨穿过强肋骨 最大间距不大于1m 2020 4 16 128 3 舷侧纵桁 横骨架式舷侧结构中设置的纵向构件 主要用来支持主肋骨 舷侧纵骨 纵骨架式舷侧结构中设置的纵向构件 主要用来保证纵总强度和支持外板 纵骨穿过强肋骨 最大间距不大于1m 2020 4 16 129 4 舷边 4 舷边指甲板边板与舷顶列板的连接部位 处于高应力区域 受力大 此处的连接强度 对于船体的总纵弯曲能力具有重要作用 连接方法三种类型 舷边角钢铆接法 直角连接 圆弧连接 2020 4 16 130 三种类型舷边的特点 1 铆接舷边 能重新分布应力和止裂的特点 但工艺复杂 工作量大 不适合现代化工艺的要求 2 直角舷边 舷顶列板和甲板直接焊接起来 建造方便 但易造成应力集中而产生裂纹 多用于中小型船舶及有舷边水柜的散装货船 3 圆弧舷边 通过圆弧舷板使舷顶列板和甲板连接 因线形变化问题 此法较适用于船中部位应力分布均匀 结构刚性大 但甲板有效利用面积减小 甲板排水易弄脏舷侧板 2020 4 16 131 5 舷墙和栏杆露天干舷甲板以及上层建筑和甲板室甲板的露天部分均设置舷墙或栏杆 高度不小于1米 2020 4 16 132 舷墙作用 1 保障人员安全2 减少甲板上浪3 防止甲板物品滚落海中要求 1 舷墙板不与舷顶列板相焊接2 不参与总纵弯曲3 在甲板上高度不小于1米 2020 4 16 133 栏杆作用 1 保障人员安全2 防止甲板物品滚落海中要求 1 最低横杆距甲板不超过230mm2 间距不超过380mm 2020 4 16 134 四 甲板结构 作用 保证船体总纵强度 横向强度 保持几何形状及保证船体上部水密的重要结构 在甲板上设置各种不同的开口 破坏了甲板的连续性 开口的角隅处易造成应力的集中 就得对开口处的这些结构进行加强 使得甲板结构显得复杂 按骨架形式分 横骨架式和纵骨架式 主要组成 甲板 横梁 甲板纵桁 甲板纵骨 舱口围板 支柱 2020 4 16 135 2020 4 16 136 1 甲板1 按作用分类 强力甲板 遮蔽甲板 舱壁甲板 干舷甲板和量吨甲板 强力甲板 当船体受总纵弯曲力时 受力最大的一层甲板 遮蔽甲板 甲板上设有吨位舱口的开口 并在舱口设暂时性的非水密封闭装置 这种甲板间舱既可装货又不计入总吨位和净吨位的甲板叫遮蔽甲板 遮蔽甲板不能作为干舷甲板和量吨甲板 舱壁甲板 水密横舱壁上伸到达的连续甲板干舷甲板 按 1966年国际载重线公约 量计干舷高度的甲板叫干舷甲板 量吨甲板 按 1969年国际船舶吨位丈量公约 丈量船舶吨位时的基准甲板 除滚装船及客滚轮外的其它货船 该甲板也是上甲板 2020 4 16 137 2 规范要求上甲板 是各层甲板中最厚的一层 船中0 4L区域内厚度应该保持相同 并逐渐向端部过渡 强力甲板 包括端部甲板 最小厚度不小于6mm 上甲板边板受力最大 容易积水腐蚀 因此必须连续 厚度也上上甲板中最厚的 船中0 4L区域内的甲板比首尾两端和大开口线以内区域的甲板厚 防止开口角隅处因应力集中而产生裂缝 该处设为抛物线形 椭圆形或圆形 并采取加强措施 2020 4 16 138 2 横梁甲板结构中的横向构件统称为横梁1普通横梁 横骨架式结构用 其作用是保证船体横向强度 支撑舷侧 在每一肋位上用肘板与肋骨相连接 2半横梁 货舱开口范围内的的横梁3舱口端梁 位于货舱口横围板下的横梁4强横梁 纵骨架式结构采用 尺寸较大 其作用是支持甲板纵骨 保证横向强度 2020 4 16 139 舱口端梁 强横梁 强横梁 甲板 舷墙 甲板纵桁 甲板纵骨 2020 4 16 140 3 甲板纵桁与甲板纵骨甲板纵桁纵向构件 横骨架式结构中 用尺寸较大的T型组合材制成 作用 主要用来支撑横梁 承受总纵弯矩作用 增加舱口处的强度 甲板纵骨在纵骨架式结构中采用的纵向构件 由不等边角钢或尺寸较小的T型钢做成 作用 保证船舶总纵强度和甲板稳定性 2020 4 16 141 4 舱口围板指设置于露天甲板 上甲板 货舱开口四周的纵向和横向并与甲板垂直的围板 作用 增加舱口处的强度 防止海水灌入舱内 保障作业人员安全要求 高度不小于450mm或600mm 水平加强筋 防倾肘板 2020 4 16 142 5 支柱 舱内的竖向构件 由钢管或工字钢等做成 作用 支撑甲板骨架 保持船体竖向形状 2020 4 16 143 支柱设置要求与悬臂梁结构 1舱内支柱应尽可能少 以免影响装卸货物2支柱上下端应支在构件交叉点上 如上端的甲板纵桁与横梁的交叉点 下端船底纵桁与肋板的交叉点 3若有下层甲板 上下支柱应处于同一垂线上为了装大件货 有的船采用悬臂梁结构 代替支柱 右图 2020 4 16 144 6 梁拱和舷弧梁拱 简称甲板横向曲度 是甲板在两舷与舷顶列板的交点的连线与纵中剖面线的交点 至横剖面中线与甲板板交点的垂直距离 作用 增加甲板的强度 排积水和增加储备浮力 取值范围为 船宽B的1 100 1 50 干货船B 50 客船B 80 2020 4 16 145 舷弧舷弧线 首尾高而中间低所形成的曲线 基线平行线上的任一点到舷弧线的垂直距离就是该点的舷弧 作用 增加储备浮力 便于排水 减少甲板上浪 使船体更加美观 首舷弧是尾舷弧的两倍 2020 4 16 146 五 舱壁结构 1 舱壁的作用a 提高船舶抗沉能力b 可以控制火灾蔓延c 有利于不同货种的分隔积载d 增加船体强度e 液货船的纵舱壁可以减少自由液面对稳性的影响 并参与总纵弯曲 2020 4 16 147 2 舱壁分类 按用途分a 水密舱壁B 防火舱壁C 液体舱壁d 制荡舱壁重点 水密舱壁 按结构分 a 平面舱壁b 对称槽形舱壁C 双层板舱壁重点 平面舱壁和对称槽形舱壁 2020 4 16 148 1 水密舱壁 一般指自船底至舱壁甲板的主舱壁 将船体分成若干水密舱室 分为水密横舱壁和水密纵舱壁两种 水密横舱壁 确保在因海损事故造成某舱进水时不会蔓延到其他舱 使船舶仍有一定的浮力和稳性 从而提高船舶的抗沉性 设置总数不少于表2 7的规定 其中位于首尖舱与货舱之间的首尖舱壁又称防撞舱壁 也是最重要的一道水密横舱壁 其上不得开任何门 人孔 通风或任何开口 并通至干舷甲板 位于船尾的最后一道水密横舱壁即为尾尖舱舱壁 水密尾尖舱舱壁应通至舱壁甲板 但尾尖舱水密平台甲板在水线以上时 可仅通至水密平台甲板 水密纵舱壁一般仅见于液货船 2020 4 16 149 2 平面舱壁 1 平面舱壁由舱壁板 竖向布置的扶强材与水平布置的水平桁组成2 大型船舶的舱壁板的钢板长边沿水平方向布置 其厚度自下而上逐渐减薄3 水平桁的作用主要是支撑扶强材 2020 4 16 150 3 对称槽形舱壁 是将舱壁板压成梯形 弧形等形状来代替扶强材的一种舱壁 与平面舱壁相比 1在同等强度下 结构重量轻 节约钢材2建造工艺简单 便于清仓工作3占据舱容较大 不利于装载件装货物4抵抗水平方向压力的能力较弱槽形舱壁适用于油船 散货船及矿砂船对称槽形舱壁的剖面形状中梯形和弧形用得最广泛 分为有底登和无底登对称槽形舱壁 2020 4 16 151 散货船货舱结构与边舱 2020 4 16 152 集装箱船货舱与边翼舱 2020 4 16 153 六 首尾结构 内容 首部尾部结构及构件名称重点 1首部结构与尾部结构及构件名称2首部结构与尾部结构的加强措施首尾结构主要承受局部作用力 所以通常采用横骨架式结构 并作特别加强 2020 4 16 154 1 首 尾端的形状1 首部形状 直立型 前倾型 飞剪型 破冰型 球鼻型 直立型首 首柱呈直线型 多见于驳船和特种船 前倾型首 首柱呈直线前倾或微带曲线前倾 不易上浪 碰撞时水线以下不易受损 飞剪型首 水线以上呈凹形曲线 有较大的首楼甲板 有利于锚和系泊设备的布置 船首也不易上浪 破冰型首 水线下首柱呈倾斜状 与基线构成30度夹角 多用于破冰船 球鼻首型 水线下有球鼻型突出体 作用是减少兴波阻力和形状阻力 目前海船广泛采用 2020 4 16 155 2020 4 16 156 2 尾端形状 椭圆型 巡洋舰型 方型 椭圆型尾 船尾有短的尾伸部 折角线以上呈椭圆体向上扩展 巡洋舰型尾 光顺曲面的尾伸部 利于减少阻力 保护车业和舵叶 海船广泛采用 方型尾 尾端有横向的尾封板 多用于军舰 商船也采用 如集装箱船 2020 4 16 157 2 首部结构的加强 船首结构 通常指从首部船底平坦部分向船首部分的船体结构 首部受波浪 冰块的冲击和水阻力的作用 一旦碰撞要有足够的强度保证船舶安全 同时要求外形尽可能减少水阻力 所以需对首部结构部分进行加强 首部是距首垂线0 2L 0 25L处向着船首部分1 首柱位于船体最前端 汇拢首部外板 保持船首形状及保证船首局部强度的强力构件 按其制作方式有三种类型 1 钢板首柱2 铸钢首柱3 混合首柱 2020 4 16 158 首柱的三种类型 1 钢板首柱制造方便 重量轻 成本低2 铸钢首柱刚性大 韧性差 可制成复杂断面形状3 混合首柱通常在夏季水线以上0 5米处以下区域采用铸钢首柱 上部采用钢板焊接首柱 2020 4 16 159 首尖舱内的加强措施 升高肋板 中内龙骨 强胸横梁 肋骨 2020 4 16 160 首尖舱舱内的加强措施 1 每个肋位设置实肋板 设升高肋板2 在中纵剖面处设置中内龙骨 并延伸至与首柱牢固连接 3 设强胸横梁 当船首为横骨架式舷侧结构时采用 上下间距不大于2米 且至少应达到满载水线经上1米处 沿每列强胸横梁必须设带有折边或面板的舷侧纵桁 并用肘板与肋骨连接 可设开孔平台代替强胸横梁和舷侧纵桁 上下间距不大于2 5米 且至少应达到满载水线以上1米处 开孔面积不小于总面积的10 4 当舷侧为纵骨架式舱深超过10米时 在适当位置设置开孔平台 或者在每根强肋骨处设置强胸横梁